13.1 Высота секции и
13.1.1 Измерения и следует проводить с двух боковых сторон секции в одной плоскости, перпендикулярной к продольной оси секции.
13.1.2 За итоговый результат измерений принимают среднеарифметическое значение по измерениям с двух сторон.
13.1.3 Для измерений следует применять универсальный измерительный инструмент.
13.1.4 При отсутствии в КД допуска на контролируемый размер отклонение от номинала следует считать равным ±2,5%.
13.2 Сопротивление секции
13.2.1 Сопротивление секции следует определять на испытательных стендах (рисунок А.8а или А.8б) или других, обеспечивающих достоверное нагружение секции внешними силами через тензоопоры.
Для крепей оградительно-поддерживающего и поддерживающе-оградительного типа сопротивление следует определять при двух схемах нагружения: при воздействии только вертикальной внешней нагрузки, соответствующей достижению давления в поршневых полостях гидростоек, равного номинальному давлению настройки их предохранительных клапанов (расчетный случай 0), и при одновременном воздействии вертикальной и горизонтальной нагрузками (расчетный случай 0,3). Значение горизонтальной нагрузки принимается равным 30% вертикальной нагрузки. Полученные значения сопротивления следует сопоставлять с соответствующими значениями по КД при режиме контроля с 0,3.
13.2.2 В случае зависимости сопротивления от раздвижности секции более чем 10% определение сопротивления следует проводить для максимальной вынимаемой мощности пласта.
13.2.3 При равенстве давления податливости всех гидростоек их поршневые полости следует гидравлически объединить, а слив осуществлять через один предохранительный клапан. При предварительных испытаниях допускается подстройка клапана под номинал.
Нагружение следует проводить путем прожатия секции до срабатывания предохранительного клапана с регистрацией величин усилий нагружения. Скорость прожатия не должна превышать 20 мм/мин.
13.2.4 Контроль и регистрация величин усилий нагружения должны быть проведены в интервале до 60 с после срабатывания клапана.
13.2.5 В качестве силоизмерительных устройств следует использовать тензометрические опоры или другие функционально подобные средства, имеющие электрический выходной сигнал и обеспечивающие необходимую точность измерения нагрузок на секцию.
При нагружении через несколько измерительных опор результаты нагрузок следует суммировать. При этом время съема показаний со всех опор (цикл опроса) не должно превышать 1 с (приборная регистрация).
13.2.6 Для каждой схемы по 13.2.1 проводят три цикла нагружения. За конечный результат испытаний принимают среднеарифметическое значение сопротивления по трем циклам.
13.2.7 Одновременно с определением нагрузки через тензометрические опоры для оценки работы предохранительного клапана следует контролировать давление в поршневых полостях гидростоек с помощью показывающего манометра или преобразователя давления с электрическим выходным сигналом, или средств регистрации давления.
13.2.8 Перед прожатием секции рекомендуется произвести ее распор давлением 25-32 МПа.
13.2.9 Критерием соответствия следует считать допустимое отклонение измеренного сопротивления от номинального значения по КД ±5%, если более жесткое требование по отклонению не оговорено в КД.
13.3 Сопротивление крепи
13.3.1 Сопротивление крепи для поддержания кровли вычисляют по формуле
,
где - сопротивление секции, кН;
- площадь кровли, поддерживаемая секцией в исходном положении, м, вычисляемая по формуле
,
где - номинальный шаг установки секции, м, следует определять по КД на крепь;
- длина перекрытия включая консоль (при ее наличии), м.
Расстояние рассчитывают при проектировании по 6.1.5.
13.3.2 Длину перекрытия и расстояние от передней кромки перекрытия до забоя измеряют согласно требованиям КД и (или) РПМ на комплекс.
13.3.3 Полученные результаты должны соответствовать требованиям настоящего стандарта и КД.
13.4 Сопротивление крепи для управления кровлей
Сопротивление крепи для управления кровлей вычисляют по формуле
,
где - размерный коэффициент, принимаемый на основе опыта эксплуатации равным 3,5-4,0 м.
13.5 Сопротивление на конце передней консоли перекрытия
13.5.1 Для секций, не имеющих гидроуправляемую переднюю консоль перекрытия, максимальную нагрузку следует определять исходя из упругой деформации консоли перекрытия в пределах перемещения его передней кромки по нормали до совпадения с верхней поверхностью перекрытия или срабатывания предохранительных клапанов гидростоек.
13.5.2 Стендовые испытания следует проводить по схемам, приведенным на рисунках А.1 и А.2, например с помощью нагрузочного домкрата, воздействующего на консоль.
Контроль нагружения следует проводить при помощи тензометрической опоры класса точности не ниже 1,5.
13.6 Коэффициент гидравлической раздвижности , коэффициент общей раздвижности
Коэффициенты раздвижности следует определять расчетным путем в соответствии с 3.1.15 и 3.1.16 на основании измерений, проведенных на секции.
13.7 Коэффициент начального распора
Коэффициент начального распора определяют расчетным путем на основании измерений максимального давления рабочей жидкости, подводимого к поршневой полости стойки, и давления срабатывания предохранительного клапана гидростойки при ее номинальном сопротивлении.
13.8 Максимальное расстояние от забоя до передней кромки перекрытия консоли в исходном положении , мм
Определяют согласно требованиям КД и (или) РПМ на комплекс на основе измерений расстояние для верхней границы рабочего диапазона крепи.
Результаты измерений сравнивают с соответствующими значениями, вычисленными по 6.1.5.
13.9 Среднее давление на почву пласта , МПа
13.9.1 Среднее давление следует определять расчетным путем.
13.9.2 Площадь опорных элементов измеряют или устанавливают по КД.
13.10 Скорость крепления , м/мин, вычисляют по формуле
,
где - шаг установки секций, м;
- время цикла передвижки секции, включающее время, затрачиваемое на распор перемещенной секции до нормированной величины, мин;
- количество одновременно передвигаемых секций, шт.
13.11 Шаг установки секции , м
Измеряют расстояние между одноименными точками двух соседних секций в исходном положении.
13.12 Шаг передвижки , м
Измеряют расстояние, на которое передвигается секция при полном ходе механизма передвижки.
13.13 Максимальное усилие при передвижке секции и конвейера , кН
Определяют произведение максимального давления жидкости в напорной магистрали на соответствующую площадь цилиндра.
13.14 Максимальное рабочее давление в напорной магистрали , МПа
Определяют по КД или измеряют при испытаниях со штатной насосной станцией.
13.15 Давление срабатывания предохранительного клапана гидростойки, соответствующее ее номинальному сопротивлению , МПа
Измеряют давление рабочей жидкости в поршневой полости гидростойки, при котором происходит срабатывание предохранительного клапана. Результаты измерений сравнивают с номинальным значением показателя.
13.16 Масса секции
13.16.1 Массу следует определять взвешиванием секции в сборе через силоизмерительное устройство или определением массы отдельных сборочных единиц с последующим суммированием.
13.16.2 Массу следует определять при сложенных гидростойках.
13.16.3 Масса секции не должна превышать ее предельного значения, установленного в КД.
При отсутствии данных о предельном значении массы измеренная величина массы не должна превышать ее номинальное значение по КД более чем на 5%.
13.17 Размеры прохода в крепи в метрах
13.17.1 Минимальные размеры каждого из проходов в крепи следует определять путем прямых линейных измерений.
13.17.2 Определение размеров прохода следует проводить при передвинутом положении соседних секций на шаг передвижки.
13.17.3 Ширина прохода - не менее 0,7 м, высота прохода - не менее 0,4 м при минимальной конструктивной высоте крепи.
13.18 Система управления: дистанционное соседней(ими) секцией(ями) или групповое из лавы; дистанционное либо автоматизированное с центрального пульта
13.18.1 Оценка типа системы управления на соответствие требованиям настоящего стандарта должна быть проведена экспертным путем по требованиям в РПМ.
13.19 Коэффициент затяжки кровли
Измеряют проекцию площади всех элементов перекрытия секции или комплекта, предназначенных для взаимодействия с кровлей, на плоскость пласта. Измеряют площадь, поддерживаемую секцией в исходном положении с учетом площади от забоя до передней кромки перекрытия на ширине секции. Рассчитывают отношение меньшей площади к большей.
13.20 Прочность металлоконструкции секции крепи. Общие положения
13.20.1 Методы прочностных испытаний секций механизированных крепей и их элементов, основные типовые режимы нагружения и схемы приведены на рисунках А.1-А.10.
Дополнительные схемы нагружения, при необходимости, могут быть указаны в РПМ.
13.20.2 Предусматривается два вида прочностных испытаний, в том числе с разовыми статическими нагрузками до значения не менее 1,2 и многоразовыми циклическими нагрузками до значения не менее .
Прочностные испытания с разовыми нагружениями по всем схемам следует проводить в начале испытаний, а затем следует проводить испытания с циклическими нагружениями.
13.20.3 Основные методы контроля прочности:
- измерение пространственной остаточной деформации испытуемой металлоконструкции путем контроля стрелы прогиба между двумя разнесенными точками (линиями) приложения нагрузки (между опорами) при двухкоординатном контроле изгиба или изгиба с кручением;
- измерение пространственной остаточной деформации металлоконструкции для точки, находящейся вне опоры, путем контроля отклонения от исходной базовой плоскости контроля при трехкоординатном контроле деформации изгиба с кручением;
- визуальный или инструментальный контроль наружных сварных швов на отсутствие трещин;
- измерение деформаций в зонах шарниров;
- измерение пространственной остаточной деформации внешних поверхностей перекрытий и оснований в зонах стоечных опор на отсутствие выпучивания;
- контрольная разборка секций с оценкой состояния после испытаний.
13.20.4 Прочностные испытания элементов металлоконструкции следует проводить на секции крепи в сборе в стенде, обеспечивающем нагружение секции внешними силами.
Допускается проведение прочностных испытаний секции в сборе в "жесткой" раме усилием стоек через мультипликатор.
Допускается проводить испытания элементов вне секции крепи в "жесткой" раме, оснащенной гидродомкратами для нагружения элементов.
В этом случае нагрузку, воздействующую на элемент, следует прилагать в том числе через шарнирные соединения, при их наличии в испытуемом элементе, в соответствии с кинематической схемой секции.
При испытаниях в "жесткой раме" давление в нагружающих гидростойках на каждой ступени нагружения следует увеличить на 10% по сравнению с нагружением внешними силами в стенде для компенсации потерь нагружающих усилий на трение в гидростойках и шарнирных соединениях.
13.20.5 Нагрузки на испытуемые элементы (перекрытия, основания) должны передаваться через металлические подкладки шириной 100-150 мм.
13.20.6 При изогнутых концах перекрытий и оснований подкладки следует включать в схему нагружения, если угол изгиба не превышает 15°. При этом необходимо создать условия, исключающие смещение подкладок под нагрузкой.
13.20.7 Перед проведением испытаний по каждой схеме должна быть выполнена опрессовка испытуемого элемента усилием до 0,9 на подкладках с контролем обеспечения критериев пригодности.
Фиксирование базовых точек отсчета и необходимых размеров должно быть выполнено после первой (предварительной) опрессовки, а контроль размеров - после второй опрессовки.
13.20.8 Разовые испытания следует проводить на нескольких ступенях нагружения до предельного значения. Число и уровни ступеней должны быть указаны в РПМ. Нагружений наибольшей нагрузкой должно быть не менее трех.
13.20.9 При разовых испытаниях время выдержки под нагрузкой на каждой ступени нагружения - не менее 1 мин.
13.20.10 Для повышения точности трехкоординатного контроля остаточных пространственных деформаций необходимо выполнять его после нагружения путем снижения нагрузки до 0,05.
13.20.11 Критериями пригодности металлоконструкции являются отсутствие трещин и разрушения после нагрузок всех задаваемых уровней, отсутствие остаточных, в том числе пространственных деформаций после нагрузок, превышающих усилия опрессовки. При опрессовке допускается появление незначительных деформаций металлоконструкций, не приводящих к потере эксплуатационных свойств. Критерии допустимых деформаций должны быть указаны в КД или РПМ применительно к конкретным конструкциям.
13.21 Статические испытания элементов в составе секции крепи
Испытания следует проводить при демонтированных предохранительных клапанах гидростоек и обеспечении гидравлической связи их поршневых полостей (при равном давлении податливости гидростоек по КД). Контроль нагружения проводят по общему контрольному манометру или преобразователю давления с электрическим выходным сигналом, или регистратору давления класса точности не ниже 1,5, а при сертификационных испытаниях - не ниже 1,0.
13.21.1 При нагружении усилиями, вызывающими изгиб, следует контролировать элементы секции в соответствии со схемами нагружения, приведенными на рисунках А.3 и А.4.
Контроль пространственной остаточной деформации следует проводить с двух сторон испытуемого элемента. За базу отсчета следует брать состояние объекта испытаний после опрессовки.
Испытания перекрытия с гидроподжимным козырьком следует проводить по схеме, приведенной на рисунке А.2.
При этом нагрузка на козырек должна быть доведена до значения, при котором давление в полости гидродомкрата козырька должно быть увеличено в 1,2 раза по отношению к номинальному давлению настройки предохранительного клапана этой полости, который заменяется заглушкой и манометром.
13.21.2 При нагружении усилиями, вызывающими изгиб с кручением, следует контролировать элементы секции в соответствии со схемами нагружения, приведенными на рисунках А.5 и А.6. При испытаниях по этим схемам проверку с приложением только изгибающих нагрузок можно не проводить.
На противоположной боковой стороне следует контролировать линейное изменение пространственного положения части элемента, под которым нет подкладки (величина закрутки). При этих измерениях для отсчета деформаций следует принимать внешнюю стендовую базу, например пол силовой металлоконструкции рабочей камеры стенда.
Испытания должны быть проведены при двухстороннем поочередном расположении короткой опоры.
13.21.3 При нагружении усилиями для проверки отсутствия выпучивания листа в зонах стоечных опор следует контролировать перекрытия и основания в соответствии со схемой, приведенной на рисунке А.7.
Испытания рекомендуется проводить на секции в сборе, а усилия воспринимать через гидростойки с контролем давления в их поршневых полостях.
Усилия нагружения гидростоек и стоечных опор должны в 1,2 раза превышать номинальное значение. Контроль остаточных пространственных деформаций следует проводить путем измерения клиренса между поверхностью перекрытия в зоне опоры и базовой линией по длине (ширине) 0,8-1,0 м. Остаточные деформации не допускаются.
13.21.4 Испытания забойного щита должны быть проведены согласно рисунку А.9. Для испытания секция должна быть расперта в стенде усилием, исключающим ее сдвижение в сторону завала. Устройство прижимается гидродомкратом к элементу конструкции стенда для создания горизонтального усилия, превышающего в 1,2 раза максимальное значение по КД на крепь. Усилие прижатия контролируют с помощью тензоопор.
Критерием годности является отсутствие визуально или инструментально выявленных деформаций и трещин, в том числе в зонах сварных швов.
13.21.5 Проверка прочности рычажно-шарнирной связи между перекрытием и основанием должна быть выполнена имитацией достоверных горизонтальных продольных сил трения между секцией и боковыми породами при одновременном воздействии на секцию внешней вертикальной нагрузки, равной сопротивлению секции на стендах, например А.8а или А.8б.
Горизонтальную нагрузку принимают равной 30% вертикальной нагруз нагрузки.
13.21.5.1 При испытании на стенде с рольгангом секция крепи может быть установлена непосредственно на рольганге или через переходные элементы. В нагрузочной плите стенда должен быть упор, препятствующий продольному смещению перекрытия секции.
Горизонтальное усилие, нагружающее секцию через конструкцию стенда, должно воздействовать на основание секции через тензоопоры при помощи гидроцилиндров.
13.21.5.2 При испытании на стенде, представленном на рисунке А.8б, секцию крепи устанавливают на стенд; перекрытие нагружается через раму вертикальными и горизонтальными домкратами.
13.21.5.3 При любом варианте должно быть проведено прожатие секции на ход не менее 100 мм при одновременном воздействии вертикальной нагрузки и горизонтальной нагрузки, равной 0,3. Нагрузки должны контролироваться тензоопорами.
Испытания должны быть также проведены при изменении направления горизонтальной нагрузки на секцию на 180°.
Исходная высота раздвижки секции должна быть указана в РПМ в соответствии с КД. При этом должна обеспечиваться возможность достижения 0,3 без потери продольной устойчивости секции.
После снятия нагрузки должен быть выполнен контроль состояния элементов рычажно-шарнирной связи.
Критерием годности является отсутствие визуально или инструментально выявленных деформаций и трещин, в том числе в зонах сварных швов.
13.22 Циклические испытания металлоконструкций секции
Испытания металлоконструкций путем циклических нагружений следует проводить переменной нагрузкой в диапазоне 0,25-1,05.
Испытания элементов металлоконструкций допускается проводить в составе секции крепи или отдельно при соблюдении условий нагружения по 13.20.4. Частота нагружения не должна превышать 0,1 Гц. Суммарное количество циклов нагружения по всем схемам элементов металлоконструкции секции должно составлять не менее 8000.
13.22.1 Испытания усилиями, вызывающими изгиб, следует проводить по схемам, приведенным на рисунках А.3 и А.4. По каждой схеме должно быть выполнено не менее 1000 циклов. Могут быть применены также другие схемы нагружения, заданные в РПМ.
13.22.2 При испытаниях по схемам, приведенным на рисунке А.5, с эксцентричным приложением нагрузки должно быть выполнено не менее чем по 500 циклов. При этом короткая опора после каждых 100 циклов должна быть перенесена на другую симметричную сторону испытуемой сборочной единицы.
13.23 Устойчивость секций и направленность их передвижения
13.23.1 При угле наклона пласта вдоль забоя менее 10° устойчивость и направленность передвижения секций проверяют на горизонтальной площадке согласно требованиям РПМ с учетом конструктивных особенностей крепи.
13.23.2 При угле наклона пласта вдоль забоя 10° и выше испытания следует проводить на наклонном стенде. При этом следует соблюдать условия максимального угла наклона и максимальной мощности пласта по ТЗ или КД.
Оборудование на стенде следует монтировать в соответствии с рисунком А.10.
Вместе с секциями в количестве не менее 3 шт. должен быть смонтирован отрезок рештачного става конвейера с навесным оборудованием или оснастка, выполняющая функцию базы крепи. Рештачный став должен быть подвешен на цепи или канате, позволяющем осуществлять передвижку става без смещения вдоль стенда. В нижней части стенда следует располагать страховочную балку.
Концевые части рештачного става должны иметь якорное устройство на элементах стенда для обеспечения возможности подтягивания секций.
13.23.3 Проводят оценку статической устойчивости секции при ее отрыве от кровли на 30-50 мм. Отклонения перекрытия относительно основания за счет люфтов и упругого смещения не должны превышать нормированного значения по КД. При отсутствии таких показателей проводят экспертную оценку.
13.23.4 Выполняются циклы передвижки секций и рештачного става с регистрацией положения контролируемых точек секций по ходу передвижки. Циклов передвижки (3-6) должно быть достаточно для получения стабильной картины повторяемости циклов без накопления смещений.
Контролируются угловые развороты перекрытий относительно оснований, а также другие необходимые величины, которые должны быть отображены в РПМ в соответствии с конструкцией крепи.
Осуществляется проверка эффективности работы механизмов корректировки положения секций и их элементов.
13.23.5 Общую оценку проводят экспертным путем. Следует проверять выполнение требований настоящего стандарта и нормативов по безопасности государств, упомянутых в предисловии как проголосовавших за принятие межгосударственного стандарта*.
_______________
* На территории Российской Федерации действуют "Нормативы по безопасности забойных машин, комплексов и агрегатов". Утвержденные Минуглепромом СССР 25 июля 1990 г.